CN106097943B - Oled驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，该方法在驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测过程中，先向驱动薄膜晶体管的栅极提供一高电压，利用该提供的高电压增大驱动薄膜晶体管的栅极与源极之间的电压差，从而提升流过驱动薄膜晶体管的电流，加快驱动薄膜晶体管的源极电压的提升速度，进而加快OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测速度，减少OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间，提升用户体验，同时还在驱动薄膜晶体管的源极电压达到稳定之前，将驱动薄膜晶体管的栅极恢复为低电压，保证驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Display，OLED)显示装置具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽，可实现柔性显示与大面积全色显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
OLED显示器件通常包括：基板、设于基板上的阳极、设于阳极上的空穴注入层、设于空穴注入层上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的电子传输层、设于电子传输层上的电子注入层、及设于电子注入层上的阴极。OLED显示器件的发光原理为半导体材料和有机发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。具体的，OLED显示器件通常采用ITO像素电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
OLED显示装置按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。
AMOLED是电流驱动器件，当有电流流过有机发光二极管时，有机发光二极管发光，且发光亮度由流过有机发光二极管自身的电流决定。大部分已有的集成电路(IntegratedCircuit，IC)都只传输电压信号，故AMOLED的像素驱动电路需要完成将电压信号转变为电流信号的任务。传统的AMOLED像素驱动电路通常为2T1C，即两个薄膜晶体管加一个电容的结构，将电压变换为电流。
通常AMOLED像素驱动电路均设有用于驱动有机发光二极管发光的驱动薄膜晶体管，在使用过程中，由于有机发光二级管的老化、以及驱动薄膜晶体管的阈值电压偏移，会导致OLED显示装置的显示质量下降，因此需要在OLED显示装置的使用过程中侦测驱动薄膜晶体管的阈值电压对其进行补偿，从而保证OLED显示装置的显示质量，现有技术中，驱动薄膜晶体管的阈值电压的侦测时间很长，用户体验较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，能够加快OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测速度，减少OLED显示装置驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间，提升用户体验。
为实现上述目的，本发明提供了一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一OLED显示装置驱动电路，包括：第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管、第一电容、有机发光二极管、及开关；
所述第一薄膜晶体管的栅极接入扫描信号，源极接入数据信号，漏极电性连接第一节点；所述第二薄膜晶体管的栅极电性连接第一节点，源极接入直流电压信号，漏极电性连接第二节点；所述第三薄膜晶体管的栅极接入侦测信号，源极电性连接第三节点，漏极电性连接第二节点；所述第一电容的一端电性连接第一节点，另一端电性连接第二节点；所述有机发光二极管的阳极电性连接第二节点，阴极接地；所述第一开关的一端接入公共电压，另一端电性连接第三节点；
步骤2、所述扫描信号和侦测信号均提供高电位，第一和第三薄膜晶体管均打开，所述数据信号提供第一电压，所述第一节点被充电至第一电压，所述第二薄膜晶体管导通，所述开关闭合，所述第二节点被箝位在公共电压；
步骤3、所述扫描信号和侦测信号保持高电位，第一和第三薄膜晶体管保持打开，所述数据信号保持第一电压，所述第一节点的电压保持在第一电压，所述开关断开，所述第二节点的电压开始上升；
步骤4、所述第二节点的电压上升至第三电压，所述扫描信号和侦测信号保持高电位，第一和第三薄膜晶体管保持打开，所述开关保持断开，所述数据信号提供小于第一电压的第二电压，所述第一节点的电压下降至第二电压，所述第二薄膜晶体管仍导通，所述第二节点的电压继续上升，直至稳定在第四电压；
所述第二电压小于有机发光二极管的阈值电压，所述第三电压大于公共电压且小于第四电压；
步骤5、提供一模数转换器，利用所述模数转换器侦测出所述第二节点的电压，并根据第二节点的电压得出所述第二薄膜晶体管的阈值电压，所述第二薄膜晶体管的阈值电压等于第二电压与第二节点的电压的差值。
所述步骤5中还提供运算放大器、以及相关双采样电路；
侦测时，所述运算放大器的反相输入端电性连接其输出端，同相输入端电性连接第三节点，输出端电性连接相关双采样电路的输入端，所述相关双采样电路的输出端电性连接模数转换器，从而利用所述模数转换器侦测出所述第二节点的电压。
所述步骤5中所述第二节点的电压经由运算放大器缓冲后输出给相关双采样电路，所述相关双采样电路对所述第二节点的电压进行锁存与逻辑运算后输出给模数转换器，所述模数转换器侦测所述第二节点的电压并进行数字量化。
所述公共电压小于有机发光二极管的阈值电压。
所述公共电压等于0V。
所述OLED显示装置驱动电路中还形成有寄生电容，所述寄生电容并联于所述有机发光二极管的两端。
所述第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、及第三薄膜晶体管均为氧化物半导体薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、或非晶硅薄膜晶体管。
还包括步骤6、根据侦测到的所述第二薄膜晶体管的阈值电压对数据信号进行补偿。
本发明的有益效果：本发明提供了一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，该方法在驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测过程中，先向驱动薄膜晶体管的栅极提供一高电压，利用该提供的高电压增大驱动薄膜晶体管的栅极与源极之间的电压差，从而提升流过驱动薄膜晶体管的电流，加快驱动薄膜晶体管的源极电压的提升速度，进而加快OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测速度，减少OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间，提升用户体验，同时还在驱动薄膜晶体管的源极电压达到稳定之前，将驱动薄膜晶体管的栅极恢复为低电压，保证驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测的稳定性。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法中OLED显示装置驱动电路的电路图；
图2为本发明的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法的时序图；
图3为本发明的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3，本发明提供了一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，包括如下步骤：
步骤1、请参阅图1，提供一OLED显示装置驱动电路，包括：第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3、第一电容C1、有机发光二极管D1、及开关S1。
其中，所述第一薄膜晶体管T1的栅极接入扫描信号Scan，源极接入数据信号Data，漏极电性连接第一节点P；所述第二薄膜晶体管T2的栅极电性连接第一节点P，源极接入直流电压信号Ovdd，漏极电性连接第二节点Q；所述第三薄膜晶体管T3的栅极接入侦测信号Sen，源极电性连接第三节点K，漏极电性连接第二节点Q；所述第一电容C1的一端电性连接第一节点P，另一端电性连接第二节点Q；所述有机发光二极管D1的阳极电性连接第二节点Q，阴极接地；所述第一开关S1的一端接入公共电压Vcm，另一端电性连接第三节点K。
具体地，所述第一薄膜晶体管T1为开关薄膜晶体管，第二薄膜晶体管T2为驱动薄膜晶体管，第三薄膜晶体管T3为侦测薄膜晶体管。可选地，所述第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、及第三薄膜晶体管T3均为氧化物半导体薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、或非晶硅薄膜晶体管。
具体地，所述OLED显示装置驱动电路中还形成有寄生电容C2，所述寄生电容C2并联于所述有机发光二极管D1的两端。
步骤2、请参阅图2，所述扫描信号Scan和侦测信号Sen均提供高电位，第一和第三薄膜晶体管T1、T3均打开，所述数据信号Data提供第一电压V1，所述第一节点P被充电至第一电压V1，所述第二薄膜晶体管T2导通，所述开关S1闭合，所述第二节点Q被箝位在公共电压Vcm。
具体地，所述公共电压Vcm小于有机发光二极管D1的阈值电压，优选地，所述公共电压Vcm为0V，当然根据需要所述公共电压Vcm也可以选择大于0V且小于有机发光二极管D1的阈值电压的电压值，提升该公共电压Vcm的大小可以减少后续的需要上升的电压大小，进而减少OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间。
步骤3、请继续参阅图2，所述扫描信号Scan和侦测信号Sen保持高电位，第一和第三薄膜晶体管T1、T3保持打开，所述数据信号Data保持第一电压V1，所述第一节点P的电压保持在第一电压V1，所述开关S1断开，所述第二节点Q的电压开始上升。
不同于现有技术，此处的第一电压V1需要大于第二薄膜晶体管T2的阈值电压，但不一定小于有机发光二极管D1的阈值电压，其根据需要减小的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间的长短选择相应的大小，所述第一电压V1越大，驱动薄膜晶体管(第二薄膜晶体管T2)的栅极与源极之间的电压差越大，流过驱动薄膜晶体管(第二薄膜晶体管T2)的电流越大，第二节点Q的电压抬升速度越快，OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间越短。
步骤4、请继续参阅图2，所述第二节点Q的电压上升至第三电压V3，所述扫描信号Scan和侦测信号Sen保持高电位，第一和第三薄膜晶体管T1、T3保持打开，所述开关S1保持断开，所述数据信号Data提供小于第一电压V1的第二电压V2，所述第一节点P的电压下降至第二电压V2，所述第二薄膜晶体管T2仍导通，所述第二节点Q的电压继续上升，直至稳定在第四电压V4。
具体地，这里的第二电压V2即为现有技术中设定的大小，其需要满足小于有机发光二极管D1的阈值电压且大于第二薄膜晶体管T2的阈值电压的条件，从而能够在侦测过程中，保证有机发光二极管D1始终不发光，保证最终侦测到第二节点Q的电压的准确性，基于此，数据信号Data的电压则需要在第二节点Q的电压达到数据信号Data的电压为第二电压V2时对应的第二节点Q的稳定电压即第四电压V4之前从第一电压V1变为第二电压V2，避免对数据信号Data的电压进行改变前第二节点Q的电压已经超出第四电压V4，也即需要所述第三电压V3大于公共电压Vcm且小于第四电压V4，而所述第四电压V4即等于第二电压V2与待测的第二薄膜晶体管T2的阈值电压的差值。
步骤5、请参阅图1，提供一运算放大器Y1、相关双采样电路CDS、以及模数转换器ADC，将所述运算放大器Y1的反相输入端电性连接至其输出端，同相输入端电性连接至第三节点K，输出端电性连接至相关双采样电路CDS的输入端，所述相关双采样电路CDS的输出端电性连接至模数转换器ADC，利用所述模数转换器ADC侦测出所述第二节点Q的电压，并根据第二节点Q的电压得出所述第二薄膜晶体管T2的阈值电压，所述第二薄膜晶体管T2的阈值电压等于第二电压V2与第二节点Q的电压的差值。
具体地，所述步骤5中所述第二节点Q的电压经由运算放大器Y1缓冲后输出给相关双采样电路CDS，所述相关双采样电路CDS对所述第二节点Q的电压进行锁存与逻辑运算后输出给模数转换器ADC，所述模数转换器ADC侦测所述第二节点Q的电压并进行数字量化。
可以理解的是，所述步骤5中侦测第二节点Q的电压的方法并不限于上述的通过运算放大器Y1、相关双采样电路CDS、以及模数转换器ADC进行侦测的方法，其也可以通过模数转换器ADC搭配其他元件或模块进行侦测。
步骤6、根据侦测到的所述第二薄膜晶体管T2的阈值电压对数据信号Data进行补偿。
综上所述，本发明提供了一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，该方法在驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测过程中，先向驱动薄膜晶体管的栅极提供一高电压，利用该提供的高电压增大驱动薄膜晶体管的栅极与源极之间的电压差，从而提升流过驱动薄膜晶体管的电流，加快驱动薄膜晶体管的源极电压的提升速度，进而加快OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测速度，减少OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测时间，提升用户体验，同时还在驱动薄膜晶体管的源极电压达到稳定之前，将驱动薄膜晶体管的栅极恢复为低电压，保证驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测的稳定性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一OLED显示装置驱动电路，包括：第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、第三薄膜晶体管(T3)、第一电容(C1)、有机发光二极管(D1)、及开关(S1)；
所述第一薄膜晶体管(T1)的栅极接入扫描信号(Scan)，源极接入数据信号(Data)，漏极电性连接第一节点(P)；所述第二薄膜晶体管(T2)的栅极电性连接第一节点(P)，源极接入直流电压信号(Ovdd)，漏极电性连接第二节点(Q)；所述第三薄膜晶体管(T3)的栅极接入侦测信号(Sen)，源极电性连接第三节点(K)，漏极电性连接第二节点(Q)；所述第一电容(C1)的一端电性连接第一节点(P)，另一端电性连接第二节点(Q)；所述有机发光二极管(D1)的阳极电性连接第二节点(Q)，阴极接地；所述开关(S1)的一端接入公共电压(Vcm)，另一端电性连接第三节点(K)；
所述第二薄膜晶体管(T2)为驱动薄膜晶体管；
步骤2、所述扫描信号(Scan)和侦测信号(Sen)均提供高电位，第一和第三薄膜晶体管(T1、T3)均打开，所述数据信号(Data)提供第一电压(V1)，所述第一节点(P)被充电至第一电压(V1)，所述第二薄膜晶体管(T2)导通，所述开关(S1)闭合，所述第二节点(Q)被箝位在公共电压(Vcm)；
步骤3、所述扫描信号(Scan)和侦测信号(Sen)保持高电位，第一和第三薄膜晶体管(T1、T3)保持打开，所述数据信号(Data)保持第一电压(V1)，所述第一节点(P)的电压保持在第一电压(V1)，所述开关(S1)断开，所述第二节点(Q)的电压开始上升；
步骤4、所述第二节点(Q)的电压上升至第三电压(V3)，所述扫描信号(Scan)和侦测信号(Sen)保持高电位，第一和第三薄膜晶体管(T1、T3)保持打开，所述开关(S1)保持断开，所述数据信号(Data)提供小于第一电压(V1)的第二电压(V2)，所述第一节点(P)的电压下降至第二电压(V2)，所述第二薄膜晶体管(T2)仍导通，所述第二节点(Q)的电压继续上升，直至稳定在第四电压(V4)；
所述第二电压(V2)小于有机发光二极管(D1)的阈值电压，所述第三电压(V3)大于公共电压(Vcm)且小于第四电压(V4)；
步骤5、提供一模数转换器(ADC)，利用所述模数转换器(ADC)侦测出所述第二节点(Q)的电压，并根据第二节点(Q)的电压得出所述第二薄膜晶体管(T2)的阈值电压，所述第二薄膜晶体管(T2)的阈值电压等于第二电压(V2)与第二节点(Q)的电压的差值。
2.如权利要求1所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述步骤5中还提供运算放大器(Y1)、以及相关双采样电路(CDS)；
侦测时，所述运算放大器(Y1)的反相输入端电性连接其输出端，同相输入端电性连接第三节点(K)，输出端电性连接相关双采样电路(CDS)的输入端，所述相关双采样电路(CDS)的输出端电性连接模数转换器(ADC)，从而利用所述模数转换器(ADC)侦测出所述第二节点(Q)的电压。
3.如权利要求2所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述步骤5中所述第二节点(Q)的电压经由运算放大器(Y1)缓冲后输出给相关双采样电路(CDS)，所述相关双采样电路(CDS)对所述第二节点(Q)的电压进行锁存与逻辑运算后输出给模数转换器(ADC)，所述模数转换器(ADC)侦测所述第二节点(Q)的电压并进行数字量化。
4.如权利要求1所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述公共电压(Vcm)小于有机发光二极管(D1)的阈值电压。
5.如权利要求4所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述公共电压(Vcm)等于0V。
6.如权利要求1所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述OLED显示装置驱动电路中还形成有寄生电容(C2)，所述寄生电容(C2)并联于所述有机发光二极管(D1)的两端。
7.如权利要求1所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，所述第一薄膜晶体管(T1)、第二薄膜晶体管(T2)、及第三薄膜晶体管(T3)均为氧化物半导体薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、或非晶硅薄膜晶体管。
8.如权利要求1所述的OLED驱动薄膜晶体管的阈值电压侦测方法，其特征在于，还包括步骤6、根据侦测到的所述第二薄膜晶体管(T2)的阈值电压对数据信号(Data)进行补偿。
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